JP3204292B2 - Piezoelectric vibrator unit for inkjet recording head and method of manufacturing the same - Google Patents

Piezoelectric vibrator unit for inkjet recording head and method of manufacturing the same

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JP3204292B2 JP34603695A JP34603695A JP3204292B2 JP 3204292 B2 JP3204292 B2 JP 3204292B2 JP 34603695 A JP34603695 A JP 34603695A JP 34603695 A JP34603695 A JP 34603695A JP 3204292 B2 JP3204292 B2 JP 3204292B2
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piezoelectric
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術の分野】本発明は、圧力発生室の一
方の面を振動板で形成し、この振動板に縦振動型圧電振
動子を取り付け、圧電振動子を収縮、膨張させることに
より圧力発生室を膨張、収縮してインク滴を発生させる
インクジェット式記録ヘッドに適した積層型圧電振動
板、その製造方法、及び圧電振動子ユニットの製造方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure generating chamber in which one surface of a pressure generating chamber is formed by a vibrating plate, a vertical vibrating piezoelectric vibrator is attached to the vibrating plate, and the piezoelectric vibrator is contracted and expanded. The present invention relates to a laminated piezoelectric vibration plate suitable for an ink jet recording head that generates ink droplets by expanding and contracting a generation chamber, a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing a piezoelectric vibrator unit.

【0002】[0002]

【従来の技術】圧電振動子は、他の機械式アクチュエー
タに比較して小型、軽量でしかも高速応答が可能なた
め、いろいろの分野で駆動素子として使用されている。
例えば、特開平4-366643号公報や米国特許第5,453770号
明細書に示されたような縦振動モードの圧電振動子をイ
ンクジェット式記録ヘッドの駆動に使用すると、圧電振
動子と振動板との当接面積を極めて小さくできるため、
180DPI以上の解像度を実現できる。
2. Description of the Related Art Piezoelectric vibrators are used as drive elements in various fields because they are small and light in weight and can respond at high speed as compared with other mechanical actuators.
For example, when a piezoelectric vibrator in a longitudinal vibration mode as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-366643 or US Pat. No. 5,453,770 is used for driving an ink jet recording head, a piezoelectric vibrator, a diaphragm and Contact area can be extremely small,
A resolution of 180 DPI or more can be realized.

【0003】縦振動モードを利用したインクジェット記
録ヘッドは、図8に示したように複数のノズルを備えた
流路ユニットAの背面に狭い間隙をおいて圧電振動子
B,B,B‥‥を配設してなる振動子ユニットCをホル
ダDの振動子ユニット挿入口Eから挿入して、インク流
路からのインクをノズルプレートと振動板とで形成した
圧力室に導いた上、このインクを記録信号に応じて駆動
させた圧電振動子B,B,B‥‥により加圧してインク
滴としてノズルより飛翔させるように構成されている。
In an ink jet recording head using a longitudinal vibration mode, as shown in FIG. 8, a piezoelectric vibrator B, B, B # is provided with a narrow gap behind a flow path unit A having a plurality of nozzles. The arranged vibrator unit C is inserted from the vibrator unit insertion opening E of the holder D, and the ink from the ink flow path is guided to the pressure chamber formed by the nozzle plate and the vibration plate. The piezoelectric vibrators B, B, B # driven according to the recording signal are configured to be pressurized and fly as ink droplets from nozzles.

【0004】縦振動モードの圧電振動子Bは、駆動電圧
を可能な限り下げて駆動回路の簡素化を図るため、図9
に示したように圧電振動材料Fと電極材料G、Hとを、
一端で電極が重ならず、かつ電極材料G,Hの間の圧電
振動材料Fの厚みが15乃至30μmと極めて薄くなる
ように、複数積層し、これを焼成して圧電振動板Kを構
成し(図9(イ))、その後に電極G,Hの間に70ボ
ルト程度の直流電圧を印加して分極処理を行い(図9
(ロ))、これを1つの圧電振動子ユニットを構成する
のに適したサイズのものNに分割し、これを(図9
(ハ))を中間物とする。
[0004] The piezoelectric vibrator B in the longitudinal vibration mode uses a driving circuit as low as possible to simplify the driving circuit.
As shown in, the piezoelectric vibration material F and the electrode materials G and H are
The piezoelectric vibrating plate K is formed by laminating a plurality of piezoelectric vibrating plates K such that the electrodes do not overlap at one end and the thickness of the piezoelectric vibrating material F between the electrode materials G and H is extremely thin as 15 to 30 μm. (FIG. 9A) Thereafter, a DC voltage of about 70 volts is applied between the electrodes G and H to perform polarization processing (FIG. 9A).
(B)), this is divided into N having a size suitable for forming one piezoelectric vibrator unit,
(C)) is an intermediate.

【0005】そして図10(イ)に示したように前端と
後端とに電極G,Hの各々に接続する外部電極P,Qを
形成し、電極G,Hがラップしていない領域、いわゆる
不活性領域Mを支持板Rに取付け、活性領域側の先端か
らダイシングソウやワイヤソウ等により、所定、例えば
1/180インチピッチの場合にはピッチ0.14ミリ
メートルの幅で切断して圧電振動子B,B,Bに切分け
て圧電振動子にユニットに仕上げられている(図10
(ロ))。
Then, as shown in FIG. 10A, external electrodes P and Q connected to the electrodes G and H are formed at the front end and the rear end, respectively. The inactive area M is attached to the support plate R, and cut from a tip on the active area side by a dicing saw or a wire saw at a predetermined width, for example, at a pitch of 0.14 mm in the case of a 1/180 inch pitch. B, B, and B, and the unit is finished into a piezoelectric vibrator (FIG. 10).
(B)).

【0006】このようにして構成される圧電振動板は、
一半が分極領域として、また他半が非分極領域として形
成されるため、分極領域が分極処理によりアトランダム
であった双極子モーメントが分極軸方向に整列するとと
もにわずかに収縮し、また非分極領域が元の状態のまま
であるから、収縮部分と非収縮部分とが同一材に存在す
ることになり、いわゆるバイメタル効果により反りが生
じて図10(ロ)に示したように端部を結ぶ線と中央部
との間にギャップΔSが生じている。
[0006] The piezoelectric diaphragm thus constructed is
Since one half is formed as a polarized region and the other half is formed as a non-polarized region, the dipole moment, which was at random by the polarization process, is aligned in the direction of the polarization axis and slightly shrinks. Is in the original state, the contracted portion and the non-contracted portion are present in the same material, and a warp occurs due to a so-called bimetal effect, and a line connecting the ends as shown in FIG. A gap ΔS is generated between the gap and the center.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】それでも、振動子ユニ
ットの圧電振動子の数が30程度の場合には、圧電振動
板の長さが5乃至6mm程度と小さいため、中央部と端
部とのギャップ量が無視できる程度に小さくなるが、高
密度、高速印刷に対応するため、1列のノズル開口の数
が例えば128以上の記録ヘッドの圧電振動子ユニット
を構成する圧電振動板として用いた場合には、分極によ
り生じた5乃至10μmのギャップΔSがそのまま圧電
振動子と圧力発生室の隔壁を構成している振動板Pのア
イランド部Qとの間のギャップとして残る。
However, when the number of piezoelectric vibrators in the vibrator unit is about 30, the length of the piezoelectric vibrating plate is as small as about 5 to 6 mm. The gap amount becomes negligibly small, but when used as a piezoelectric vibrating plate constituting a piezoelectric vibrator unit of a recording head having, for example, 128 or more nozzle openings in one row in order to support high-density, high-speed printing. , A gap ΔS of 5 to 10 μm generated by polarization remains as it is as a gap between the piezoelectric vibrator and the island portion Q of the diaphragm P constituting the partition of the pressure generating chamber.

【0008】これら圧電振動子Re、Rcは、図11に示
したようにその先端に接着剤Tの層を形成してアイラン
ド部Qと接合されるが、端部の圧電振動子Re、Re‥‥
とアイランド部Qとは接着剤Tの層を介して接合できる
ものの、中央部の圧電振動子Rc,Rc‥‥では大きなギ
ャップが生じるため振動板Pに当接させることができな
い。
As shown in FIG. 11, these piezoelectric vibrators Re and Rc form a layer of an adhesive T at their ends and are joined to the island portion Q. However, the piezoelectric vibrators Re and Re at the ends are formed. ‥
And the island portion Q can be bonded via a layer of the adhesive T, but the central portion of the piezoelectric vibrator Rc, Rc # cannot be brought into contact with the vibration plate P because a large gap is generated.

【0009】もとより接着剤の厚みを大きくすることも
考えられるが、接着剤層が弾性部材として作用するた
め、圧電振動子の変位を圧力発生室の膨張、収縮のため
に伝達することが不可能となる。
Although it is conceivable to increase the thickness of the adhesive, it is impossible to transmit the displacement of the piezoelectric vibrator due to expansion and contraction of the pressure generating chamber because the adhesive layer acts as an elastic member. Becomes

【0010】また、少なくとも振動板に当接する面を研
磨等により平坦化することも考えられるが、外部電極P
が研磨により消滅してしまうため、外部電極Pを再度形
成する必要があるが、電極形成には加熱が伴うため、せ
っかく行った分極が消滅してしまうという問題や、さら
には研磨の手間を要したり、破損を生じる等大きな問題
を伴うので、このような方法を採ることができない。
It is also conceivable to flatten at least the surface in contact with the diaphragm by polishing or the like.
However, since the external electrode P needs to be formed again because of the polishing, it is necessary to form the external electrode again. However, since the electrode formation involves heating, the problem that the polarization that has been performed disappears, and furthermore, the time and effort for polishing are required. However, such a method cannot be adopted because it involves a serious problem such as damage or breakage.

【0011】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、分極処理に起因する
圧電振動板の反りを可及的に抑え、多数ノズルからイン
ク滴を吐出させることができる振動子ユニットを提供す
ることにある。また、本発明の他の目的は上述の圧電振
動子ユニットの製造方法を提案することである。
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to suppress the warpage of a piezoelectric vibrating plate caused by polarization processing as much as possible and eject ink droplets from a large number of nozzles. It is an object of the present invention to provide a vibrator unit which can be used. Another object of the present invention is to propose a method for manufacturing the above-described piezoelectric vibrator unit.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、一方の極となる第1の電極
層と、他方の極となる第2の電極層とを圧電材料を挟ん
で交互に積層し、所定のピッチで歯割りしてなる複数の
圧電振動子を、その後端側を支持板に固定してなる圧電
振動子ユニットにおいて、前記支持板に対向する領域に
分極処理を施し、かつ駆動信号による圧電効果を生じな
い不活性領域として構成するようにした。
According to the present invention, to solve such a problem, a first electrode layer serving as one pole and a second electrode layer serving as the other pole are made of a piezoelectric material. In a piezoelectric vibrator unit in which a plurality of piezoelectric vibrators, which are alternately stacked and interleaved at predetermined pitches, are fixed at their rear ends to a support plate, a polarization process is performed on a region facing the support plate. And an inactive region that does not generate a piezoelectric effect due to the drive signal.

【0013】[0013]

【作用】圧電振動板のほぼ全体に分極処理が施されてい
るため、部分分極に起因する反りが防止される。
Since the polarization processing is performed on almost the entire piezoelectric vibrating plate, warpage due to partial polarization is prevented.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。図1は、圧電振動板の
製造方法の一実施例を示すものであって、少なくとも振
動子ユニットのサイズ(例えば、長さ21mm、幅5.
5mm、厚さ0.5mm)となるように、圧電材料、例
えばチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)のペーストをマス
クを使用して基盤1に所定の厚さ、例えば15ミクロン
に塗布して、いわゆるグリーンシートと呼ばれる圧電材
料層2を形成する(図1(イ))。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an embodiment of a method for manufacturing a piezoelectric vibrating plate, and at least the size of a vibrator unit (for example, a length of 21 mm, a width of 5.times.
A paste of a piezoelectric material, for example, lead zirconate titanate (PZT) is applied to the substrate 1 to a predetermined thickness, for example, 15 microns using a mask so as to have a thickness of 5 mm and a thickness of 0.5 mm. A piezoelectric material layer 2 called a green sheet is formed (FIG. 1A).

【0015】ついで、インクジェット記録ヘッドの振動
板に当接する先端2a側、及び少なくとも一方の側方2
bの一定幅だけを遮蔽するマスクにより導電ペーストを
圧電材料層2の表面に1乃至3μm塗布して駆動電極と
なる第1の電極層3(図2(イ))を積層する(図1
(ロ))。
Next, the tip 2a, which contacts the diaphragm of the ink jet recording head, and at least one side 2a
A conductive paste is applied to the surface of the piezoelectric material layer 2 by a thickness of 1 to 3 μm using a mask that shields only a certain width of b, and a first electrode layer 3 (FIG. 2A) serving as a drive electrode is laminated (FIG. 1).
(B)).

【0016】第1の電極層3は、図2(イ)に示したよ
うにその先端3aが圧電材料層2の圧力発生室の振動板
と当接する側(先端側)との間、及び少なくとも側部の
一方の端部3cにそれぞれ圧電材料層2が露出する領域
2a、2bを有し、また後端3bが圧電材料層2から露
出するように形成されている。
As shown in FIG. 2 (a), the first electrode layer 3 has a tip 3a between a side (tip side) of the piezoelectric material layer 2 which is in contact with the vibration plate of the pressure generating chamber, and at least. One end 3c of the side has regions 2a and 2b where the piezoelectric material layer 2 is exposed, and the rear end 3b is formed so as to be exposed from the piezoelectric material layer 2.

【0017】第1の電極層3の表面、及び電極層3から
露出している第1の圧電材料層2にも重なるようにマス
クを使用して前述と同様に圧電材料のペーストを塗布
し、第2の圧電材料層4を形成する(図1(ハ))。
Using a mask, a paste of a piezoelectric material is applied using a mask so as to overlap the surface of the first electrode layer 3 and the first piezoelectric material layer 2 exposed from the electrode layer 3 as described above. The second piezoelectric material layer 4 is formed (FIG. 1C).

【0018】ついで、活性層と不活性層との境界線近傍
に導電関係を遮断できる程度の一定幅分だけ遮蔽するマ
スクを使用して、活性領域と不活性領域との境が空白部
4aで分割された第2の電極層5、及びダミー電極層6
を形成する(図1(ニ))。
Next, the boundary between the active region and the inactive region is defined by a blank portion 4a in the vicinity of the boundary between the active layer and the inactive layer by using a mask that shields the conductive relationship by a certain width that can interrupt the conductive relationship. Divided second electrode layer 5 and dummy electrode layer 6
Is formed (FIG. 1 (d)).

【0019】第2の電極層5は、図2(ロ)に示したよ
うに少なくとも先端5aが圧電材料層4から露出する程
度まで延長されおり、またダミー電極層6は、先端6a
が第2の電極層5の後端5bと空白部4aを挟んで対向
し、また後端6bが圧電材料層4に埋めこまれ、さらに
少なくと一方の側方6cが圧電材料層4の側方から露出
するように形成されている。
As shown in FIG. 2B, the second electrode layer 5 extends at least until the tip 5a is exposed from the piezoelectric material layer 4, and the dummy electrode layer 6 has the tip 6a.
Is opposed to the rear end 5b of the second electrode layer 5 across the blank portion 4a, and the rear end 6b is embedded in the piezoelectric material layer 4, and at least one side 6c is located on the side of the piezoelectric material layer 4. It is formed so as to be exposed from one side.

【0020】以下、このような圧電材料層及び電極層の
積層工程(イ)乃至(ニ)を必要な層数だけ繰返し、所
定の乾燥度となるまで自然乾燥させてから、温度120
0°C程度で焼成すると、図3(イ)に示したような圧
電振動板10ができあがる。
Thereafter, the above steps (a) to (d) of laminating the piezoelectric material layer and the electrode layer are repeated by the required number of layers, and the layer is naturally dried to a predetermined degree of drying.
By firing at about 0 ° C., a piezoelectric vibrating plate 10 as shown in FIG. 3A is completed.

【0021】圧電振動板10の第1の電極層3は、その
後端3bが圧電材料層2、4から露出するものの、少な
くともダミー電極層6が露出している側面が圧電材料
2、4に産め込まれている。また第2の電極層5は先端
から露出し、ダミー電極6の側面6cが外部に露出して
いる。
Although the rear end 3b of the first electrode layer 3 of the piezoelectric vibration plate 10 is exposed from the piezoelectric material layers 2 and 4, at least the side surfaces on which the dummy electrode layer 6 is exposed are formed on the piezoelectric materials 2 and 4. Is embedded. Further, the second electrode layer 5 is exposed from the tip, and the side surface 6c of the dummy electrode 6 is exposed to the outside.

【0022】ついで、図3(ロ)に示したように圧電材
料の後端に露出している第1の電極層3の端部3bに接
続する外部電極11、圧電材料の先端から露出している
第2の電極層5の先端5aに接続する外部電極層12を
形成するとともに、側方から露出しているダミー電極層
6の側部6cに接続する第3の外部電極13を形成す
る。これら外部電極11、12、13は、厚さ1μm程
度の金属の蒸着や、導電塗料を塗布して形成することが
できる。
Next, as shown in FIG. 3B, an external electrode 11 connected to the end 3b of the first electrode layer 3 exposed at the rear end of the piezoelectric material is exposed from the front end of the piezoelectric material. The external electrode layer 12 connected to the tip 5a of the second electrode layer 5 is formed, and the third external electrode 13 connected to the side 6c of the dummy electrode layer 6 exposed from the side is formed. These external electrodes 11, 12, and 13 can be formed by depositing a metal having a thickness of about 1 μm or applying a conductive paint.

【0023】そして、第2の電極層5とダミー電極層6
とに接続する外部電極12、13を並列に接続し、第1
の電極層3に接続する外部電極11との間に圧電材料層
2、4を分極させることができる程度の75ボルト程度
の電圧を好ましくは加熱状態で1分間程度印加する。
Then, the second electrode layer 5 and the dummy electrode layer 6
And the external electrodes 12 and 13 connected to the
A voltage of about 75 volts that can polarize the piezoelectric material layers 2 and 4 is preferably applied to the external electrode 11 connected to the electrode layer 3 for about 1 minute in a heated state.

【0024】これにより、第1の電極層3と第2の電極
層6とが対向する活性領域、及び第1の電極層3とダミ
ー電極層6とが対向する不活性領域とが共に分極され
る。
As a result, the active region where the first electrode layer 3 and the second electrode layer 6 face each other and the inactive region where the first electrode layer 3 and the dummy electrode layer 6 face each other are polarized together. You.

【0025】このように圧電振動板10のほぼ全域が分
極されるため、分極処理後においても図3(ハ)に示し
たように反りの無い圧電振動板ができあがる。なお、必
要に応じてダミー電極層6との接続のために形成された
外部電極13を研磨や切断等の操作により除去してもよ
い。
Since almost the entire area of the piezoelectric vibrating plate 10 is polarized as described above, a warped piezoelectric vibrating plate as shown in FIG. 3C is completed even after the polarization process. If necessary, the external electrode 13 formed for connection with the dummy electrode layer 6 may be removed by an operation such as polishing or cutting.

【0026】このように構成された圧電振動板を、図5
(イ)、(ロ)に示したようにその不活性領域7を圧電
材料やセラミック、ガラス等の快削性材料により構成さ
れた支持板15に固定して活性領域、つまり第1の電極
層3と第2の電極層5とが対応する領域をダイシングソ
ウやワイヤソウにより所定のピッチで歯割りして圧電振
動子16に分離することにより所望の圧電振動子ユニッ
トが完成する。なお、図中符号17は、外部電極12を
並列に接続するとともに補強を兼ねる導電部材を示す。
FIG. 5 shows a piezoelectric vibrating plate constructed as described above.
As shown in (a) and (b), the inactive region 7 is fixed to a support plate 15 made of a free-cutting material such as a piezoelectric material, ceramic, or glass, and the active region, that is, the first electrode layer is formed. A desired piezoelectric vibrator unit is completed by dividing a region corresponding to 3 and the second electrode layer 5 at a predetermined pitch by a dicing saw or a wire saw to separate the piezoelectric vibrator 16. Reference numeral 17 in the figure denotes a conductive member that connects the external electrodes 12 in parallel and also serves as reinforcement.

【0027】なお、上述の実施例においては圧電振動板
を支持板15に固定するようにしているが、圧力発生室
等を構成する流路ユニットAを固定するホルダD(図
8)に直接固定しても同様の作用を奏することは明らか
である。
Although the piezoelectric vibrating plate is fixed to the support plate 15 in the above-described embodiment, it is directly fixed to the holder D (FIG. 8) for fixing the flow path unit A constituting the pressure generating chamber and the like. Obviously, the same effect is obtained even when the above-mentioned operation is performed.

【0028】また上述の実施例においては1つの圧電振
動子ユニットとなる圧電振動板を1枚ずつ形成するよう
にしているが、図6(イ)、(ロ)に示したように複数
枚分、この実施例では振動板4枚分の面積の圧電材料層
を形成し、その表面に図6(イ)に示したように第1の
電極層の4つのパターン20を少なくとも先端部に形成
する空間の幅に相当する間隔21を空けて一定ピッチで
形成し、これの表面に圧電材料層を形成した後、同図
(ロ)に示したように前述の第2の電極層22、及びダ
ミー電極層23を形成して焼成し、各パターンの境界を
切断線24、24としてダイシングソウ等により切分け
るようにしてもよい。さらには図中上下方向に複数枚分
のサイズとして焼成し、分極処理後に図9(ハ)に示し
たように分割してもよい。
In the above-described embodiment, the piezoelectric vibrating plate serving as one piezoelectric vibrator unit is formed one by one. However, as shown in FIGS. In this embodiment, a piezoelectric material layer having an area of four vibration plates is formed, and four patterns 20 of the first electrode layer are formed on the surface of the piezoelectric material layer at least at the tip end as shown in FIG. After forming the piezoelectric material layer at a constant pitch with an interval 21 corresponding to the width of the space, and forming a piezoelectric material layer on the surface thereof, as shown in FIG. The electrode layer 23 may be formed and fired, and the boundary of each pattern may be cut as a cutting line 24 by a dicing saw or the like. Further, it may be fired in the vertical direction in the figure as a size of a plurality of sheets, and may be divided as shown in FIG.

【0029】また、上述の実施例においては第1の電極
層3の後端3bを、また第2の電極層5の先端5aを、
さらにはダミー電極層6の側端6cを圧電材料層から露
出させるようにして積層しているが、図7に示したよう
に圧電材料層に埋めこんだ状態で焼成を行って、焼成後
にこれら後端3b、先端5a、側端部6cだけを露出さ
せることができ、かつ圧電振動子を形成するのに適した
サイズとなる線30、31、32、33に沿って切断す
るようにしてもよい。
In the above embodiment, the rear end 3b of the first electrode layer 3 and the front end 5a of the second electrode layer 5
Further, the dummy electrode layer 6 is laminated so that the side end 6c is exposed from the piezoelectric material layer. However, as shown in FIG. 7, firing is performed in a state where the dummy electrode layer 6 is embedded in the piezoelectric material layer. Only the rear end 3b, the front end 5a, and the side end 6c can be exposed, and the cutting is performed along the lines 30, 31, 32, and 33 having a size suitable for forming a piezoelectric vibrator. Good.

【0030】さらに、上述の実施例においては不活性領
域のほぼ全体を分極処理するようにしているが、不活性
領域については分極処理の有無による収縮の度合に起因
する反りを防止できる程度の最少領域だけを分極処理す
ればよいことは明らかである。
Further, in the above-described embodiment, almost the entirety of the inactive region is polarized, but the inactive region has the minimum degree of warpage due to the degree of shrinkage due to the presence or absence of the polarization treatment. Obviously, only the region needs to be polarized.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上、説明したように本発明において
は、一方の極となる第1の電極層と、他方の極となる第
2の電極層とを圧電材料を挟んで交互に積層し、所定の
ピッチで歯割りしてなる複数の圧電振動子を、その後端
側を支持板に固定してなる圧電振動子ユニットにおい
て、支持板に対向する領域に分極処理を施し、かつ駆動
信号による圧電効果を生じない不活性領域として構成さ
れているので、圧電振動板のほぼ全体に分極処理が施さ
れていて分極にともなう部分的な収縮を無くして反りを
防止することができる。
As described above, according to the present invention, the first electrode layer serving as one pole and the second electrode layer serving as the other pole are alternately laminated with a piezoelectric material interposed therebetween. In a piezoelectric vibrator unit having a rear end side fixed to a support plate, a plurality of piezoelectric vibrators divided at a predetermined pitch are subjected to polarization processing in a region facing the support plate, and a piezoelectric signal is generated by a drive signal. Since it is configured as an inactive region that does not produce an effect, almost all of the piezoelectric vibrating plate is subjected to polarization processing, and partial shrinkage due to polarization can be eliminated to prevent warpage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図(イ)乃至(ニ)は、それぞれ本発明による
圧電振動板の製造方法の一実施例を示す図である。
FIGS. 1A to 1D are views showing one embodiment of a method for manufacturing a piezoelectric vibrating plate according to the present invention.

【図2】図(イ)、(ロ)は、それぞれ圧電材料層を挟
んで交互に形成される第1の電極層、及び第2の電極層
とダミー電極層のパターンを示す図である。
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing patterns of a first electrode layer, a second electrode layer, and a dummy electrode layer, which are alternately formed with a piezoelectric material layer interposed therebetween. FIGS.

【図3】図(イ)乃至(ハ)は、それぞれ焼成された直
後の状態、外部電極が形成された状態、及び分極処理が
終了した状態の圧電振動板を示す図である。
FIGS. 3A to 3C are views showing the piezoelectric vibrating plate in a state immediately after firing, a state in which an external electrode is formed, and a state in which a polarization process has been completed, respectively.

【図4】図(イ)、(ロ)は、それぞれ圧電振動板の一
方の端面、及び中央部の電極層を示す図である。
FIGS. 4A and 4B are diagrams illustrating one end face of a piezoelectric vibrating plate and an electrode layer at a central portion, respectively.

【図5】図(イ)、(ロ)は、それぞれ本発明の圧電振
動子ユニットの一実施例を示す斜視図と断面図である。
FIGS. 5 (a) and 5 (b) are a perspective view and a sectional view, respectively, showing an embodiment of the piezoelectric vibrator unit of the present invention.

【図6】図(イ)、(ロ)は、本発明の圧電振動板の製
造方法の他の実施例を、第1の電極層、及び第2の電極
層とダミー電極層の構造でもって示す図である。
FIGS. 6A and 6B show another embodiment of the method for manufacturing a piezoelectric vibrating plate according to the present invention, with a structure of a first electrode layer, a second electrode layer, and a dummy electrode layer. FIG.

【図7】本発明の他の実施例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of the present invention.

【図8】縦振動モードの圧電振動子を用いたインクジェ
ット式記録ヘッドの一例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of an ink jet recording head using a piezoelectric vibrator in a longitudinal vibration mode.

【図9】図(イ)乃至(ハ)は、それぞれ従来の圧電振
動子ユニットを構成する圧電振動板の焼成直後の状態、
分極処理後の状態、及び所定サイズに切分けた状態を示
す図である。
FIGS. 9A to 9C show states of a piezoelectric vibrating plate constituting a conventional piezoelectric vibrating unit immediately after firing,
It is a figure which shows the state after the polarization process, and the state cut | disconnected by the predetermined size.

【図10】図(イ)、(ロ)は、それぞれ圧電振動板か
ら圧電振動子ユニットを構成する従来の製造過程を示す
図である。
FIGS. 10A and 10B are diagrams showing a conventional manufacturing process of forming a piezoelectric vibrator unit from a piezoelectric vibrating plate, respectively.

【図11】従来の圧電振動子により多数ノズルの記録ヘ
ッドを構成した場合の圧電振動子と振動板との接続状態
を模式的に示す図である。
FIG. 11 is a diagram schematically showing a connection state between a piezoelectric vibrator and a diaphragm when a recording head having a large number of nozzles is formed by a conventional piezoelectric vibrator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2、4 圧電材料層 3 第1の電極層 5 第2の電極層 6 ダミーの電極層 2, 4 piezoelectric material layer 3 first electrode layer 5 second electrode layer 6 dummy electrode layer

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一方の極となる第1の電極層と、他方の
極となる第2の電極層とを圧電材料を挟んで交互に積層
し、所定のピッチで歯割りしてなる複数の圧電振動子
を、その後端側を支持板に固定してなる圧電振動子ユニ
ットにおいて、 前記支持板に対向する領域に分極処理を施し、かつ駆動
信号による圧電効果を生じない不活性領域として構成し
たインクジェット記録ヘッド用圧電振動子ユニット。
A plurality of first electrode layers serving as one pole and a second electrode layer serving as the other pole are alternately laminated with a piezoelectric material interposed therebetween and are divided at a predetermined pitch. In a piezoelectric vibrator unit having a rear end side fixed to a support plate, the piezoelectric vibrator is configured as an inactive region in which a polarization process is performed on a region facing the support plate and a piezoelectric effect is not generated by a drive signal. Piezoelectric vibrator unit for inkjet recording head.
【請求項2】 前記不活性領域に、前記一方の電極層と
同平面に電気的に隔離されたダミーの電極層が形成され
ている請求項1のインクジェット記録ヘッド用圧電振動
子ユニット。
2. The piezoelectric vibrator unit for an ink jet recording head according to claim 1, wherein a dummy electrode layer electrically isolated on the same plane as said one electrode layer is formed in said inactive region.
【請求項3】 後端側が圧電材料層から露出し、また先
端側、及び少なくとも一方の側方が圧電材料層に埋没す
るサイズの第1の電極層と、先端側が圧電材料層から露
出し、後端が活性領域内に位置する第2の電極層、及び
先端が前記第2の電極層と一定の間隙空けて、また後端
が前記圧電材料層の内部に埋没し、さらに少なくとも一
側が圧電材料層から露出するダミー電極とを交互に備え
た焼成物を得る工程と、 前記第1の電極層に後端、及び前記第2の電極層の先端
で接続する外部電極層と、前記ダミー電極層と側方で接
続する外部電極層を形成する工程と、 前記外部電極を介して前記第1の電極層と前記第2の電
極層及びダミー電極層との間に分極電圧を印加して分極
処理を行う工程と、 前記分極処理後の積層物を、前記ダミー電極に対向する
領域で支持板に固定して所定のピッチで圧電振動子に切
分ける工程、 とからなるインクジェット記録ヘッド用圧電振動子ユニ
ットの製造方法。
3. A first electrode layer having a size such that a rear end side is exposed from the piezoelectric material layer, a front end side and at least one side are buried in the piezoelectric material layer, and a front end side is exposed from the piezoelectric material layer. A second electrode layer having a rear end located in the active region; a front end having a predetermined gap from the second electrode layer; a rear end being buried inside the piezoelectric material layer; Obtaining a fired product alternately provided with dummy electrodes exposed from the material layer; an external electrode layer connected to the first electrode layer at a rear end and at a front end of the second electrode layer; and the dummy electrode Forming an external electrode layer connected laterally to the layer; and applying a polarization voltage between the first electrode layer, the second electrode layer, and the dummy electrode layer via the external electrode to perform polarization. A step of performing a treatment, and forming the laminate after the polarization treatment on the dummy electrode. Fixing the piezoelectric vibrator to the support plate at the opposing area and dividing the piezoelectric vibrator into piezoelectric vibrators at a predetermined pitch.
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